河南省郑州市高新区四校2022-2023学年高三竞赛联考课程期末物理试题（ 含答案解析 ）

第1页/共1页2022-2023高中物理竞赛郑州市高新区四校联考课程期末考试试卷考试课程与试卷类型：物理竞赛（A卷）一、判断题1.判断下列表述：（1）光波从光疏介质垂直射向光密介质在两介质界面上发生反射，反射光有半波损失。（）（2）电介质在电场中被极化时，其内表面上也会出现极化电荷。（）（3）热量可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体。（）（4）温度是大量分子无规则热运动的集体表现，是一个统计概念，对个别分子无意义。（）（5）理想流体的伯努利方程适用于理想流体、定常流动、沿一条流线。（）（6）系统从非平衡态过渡到平衡态，态函数熵达到极小值。（）【答案】①.正确②.正确③.错误④.正确⑤.正确⑥.错误【解析】【详解】（1）光从光疏介质射向光密介质界面发生反射，在入射角接近90°时，反射光与入射光相比，相位有的变化，即半波损失，故正确。（2）电介质在电场中被极化时，其内表面上也会出现极化电荷，故正确。（3）热量可以从高温物体传到低温物体，也可以从低温物体传到高温物体，故错误。（4）温度是大量分子无规则热运动的集体表现，是一个统计概念，对个别分子无意义，故正确。（5）理想流体的伯努利方程适用于理想流体、定常流动、沿一条流线，故正确。（6）系统从非平衡态过渡到平衡态，态函数熵达到极大值，故错误。二、单项选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号在答题卡上相应的位置涂黑，每小题3分，共21分。）2.用白光光源进行双缝实验，若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝，用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝，则（）A.干涉条纹的宽度将发生改变B.产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹C.干涉条纹的亮度将发生改变D.不产生干涉条纹【答案】D【解析】【详解】相干光必须同是满足三个条件，即频率相同、振动方向相同、相遇点的相位差恒定，而此时种情况下，红光与蓝光的频率不同，则不产生干涉条纹。故选D。3.用公式（式中CV，m为定容摩尔热容量，为物质的量）计算理想气体内能增量时，此式（）A.适用于一切始末态为平衡态的过程B.只适用于一切等容过程C.只适用于一切准静态过程D.只适用于准静态的等容过程【答案】A【解析】【详解】理想气体内能只是温度的函数，所以这个过程无论体积或压强发生变化，都可适用，而且内能是状态函数，只与始末状态有关，故选A。4.根据真空中高斯定理数学表达式，下述说法中正确的是（）A.闭合面内的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强一定为零B.闭合面内的电荷代数和不为零时，闭合面上各点场强一定为零C.闭合面内的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强不一定处处为零D.闭合面上各点场强均为零时，闭合面内一定有静电荷【答案】C【解析】【详解】AC．闭合面内电荷代数和为零时，即，但此种情况下场强不一定为零，故A错误，C正确；B．闭合面内的电荷代数和不为零时，闭合面上各点场强不一定为零，故B错误；D．闭合面上各点场强均为零时，有可能没有电荷，有可能正负电荷代数和为零，故D错误。故选C。5.关于稳恒磁场的磁场强度H的下列几种说法中正确的是（）A.H仅与传导电流有关B.若闭合曲线内没有包围传导电流，则曲线上各点的H必为零C.以闭合曲线L为边缘的任意曲面的H通量均相等D.若闭合曲线上各点H均为零，则闭合曲线所包围传导电流的代数和为零【答案】CD【解析】【详解】A．由毕奥-萨伐尔定律可知，某点磁场强度H不仅与传导电流有关，也与该点所处的位置有关，故A错误；B．由安培环路定理可知，若闭合曲线内没有包围传导电流，则有但曲线上各点的H不一定为零，选项B错误。C．设穿过以闭合曲线L为边缘的两任意曲面的H通量分别为、，两曲面构成一闭合曲面，由磁场的高斯定理可知，通过任意闭合曲面的H通量一定为0，即所以故C正确；D．由安培环路定理可知，若闭合曲线上各点H均为零，则有则闭合曲线所包围传导电流的代数和为零，故D正确。故选CD。6.一块铜板垂直于磁场方向放在磁感强度正在增大的磁场中时，铜板中出现的涡流（感应电流）将（）A.加速铜板中磁场的增加B.减缓铜板中磁场增加C.对磁场不起作用D.使铜板中磁场反向【答案】B【解析】【详解】涡流的产生是因为发生了电磁感应，则感应电流的磁场会阻碍原磁场的增加但是不会阻止增加更不会让磁场反向。故选B。7.关于不确定关系ΔxΔpx≥有以下几种理解：（1）粒子的动量不可能确定；（2）粒子的位置不可能确定；（3）粒子的位置与同方向上动量不可能同时确定；（4）不确定关系不仅适用于电子和光子，也适用于其它粒子。上面理解中正确的是（）A.（1），（2） B.（2），（4）C.（3），（4） D.（1），（4）【答案】C【解析】【详解】不确定性关系表示确定位置、动量精度相互制约，此长彼消，当粒子的位置不确定性小时，粒子动量的不确定性更大，反之亦然，故不能同时准确确定粒子的位置和动量，不确定性关系是自然界中的普遍规律，对微观世界的影响显著，对宏观世界的影响可忽略，不确定关系不仅适用于电子和光子，也适用于其它粒子。故选C。8.热力学第二定律表明（）A.不可能从单一热源吸收热量使之全部变为有用的功B.摩擦生热的过程是不可逆的C.在一个可逆过程中，工作物质净吸热等于对外作的功D.热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体【答案】B【解析】【详解】A．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，但是会引起其他的变化，故A错误；B．根据热力学第二定律可知，机械能转化为内能过程具有方向性，是不可逆过程，故B正确；C．在一个可逆过程中，当工作物质回到初状态时，内能没有发生改变，根据热力学第一定律可得，工作物质净吸热等于对外作的功，但这不是热力学第二定律所表述的能量转化的方向性问题，故C错误；D．热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体，若有外界做功的话，可以从低温物体传递到高温物体，比如冰箱；故D错误。故选B。三、填空题（将答案填写在答题纸上，每小题3分，共18分。）9.花样滑冰运动员开始时两臂伸开，以一定的姿势绕自身的竖直轴转动，转动惯量为J0，角速度为ω0。然后她将两臂收回并调整姿势，使转动惯量减少为。这时她转动的角速度变为________。【答案】3ω0【解析】【详解】[1]根据角动量守恒有解得10.如图所示，两个大小不同的容器用均匀的细管相连，管中有一水银滴作为活塞，大容器装有氧气，小容器装有氢气，当温度相同时，水银滴静止于细管中央，此时两种气体分子数密度________。【答案】相等【解析】【详解】由题意可知，两种气体的压强相等，根据可得压强相等，温度相等，为常量，则的比值相等，即两种气体分子数密度相等。11.一束自然光和线偏振光的混合光，让它垂直通过一偏振片。若以此入射光束为轴旋转偏振片，测得透射光强度最大值是最小值的5倍，那么，入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为________。【答案】【解析】【详解】[1]设自然光强度为，线偏光强度为，最大值为最小值为由解得12.一球形导体，带电量为q，置于一任意形状的空腔导体中。当用导线将球形导体和空腔导体连接后，则与未连接前相比系统静电场能将________。（选填“增加、减少或不变”）【答案】减少【解析】【详解】[1]任意形状的空腔内，球形导体带电量q不变。未连接前腔内、腔外均有电场存在，只不过连接后电量q跑到空腔的外表面上，则腔外电场不变，但腔内电场为零了，故与未连接前相比系统静电场能将减少。13.半径为载有电流的圆线圈处于均匀磁场中，若线圈平面的法向方向与磁感应强度的方向相垂直，则载流圆线圈所受磁力矩为__________。【答案】【解析】【详解】根据磁力矩公式可得，载流圆线圈所受磁力矩为14.如图所示，一束动量为p的电子，通过缝宽为a的狭缝，在距离狭缝为R处放置一荧光屏（且a<<R），屏上衍射图样中央最大的宽度d等于_________。【答案】【解析】【详解】电子的动量为P，则电子德布罗意波的波长为单缝衍射中央条纹宽度为四、计算题（将解答过程填写在答题纸上，四小题，共44分。）15.温度为25℃、压强为p0、体积为V0的1mol刚性双原子分子理想气体，经等温过程体积膨胀至原来的3倍。（1）计算这个过程中气体对外所作的功；（2）假若气体经绝热过程体积膨胀为原来的3倍，那气体对外作的功又是多少？（摩尔气体常量R=8.31J·mol-1·K-1，ln3=1.10）【答案】（1）2.72×103J；（2）2.2×103J【解析】【详解】（1）等温过程气体对外作功为=8.31×298×1.10J=2.72×103J（2）根据热力学第一定律将绝热过程代入解得=2.2×103J16.一卡诺循环的热机，高温热源温度是400K。每一循环从此热源吸进100J热量并向一低温热源放出80J热量。求：（1）低温热源温度；（2）循环的热机效率。【答案】（1）320K；（2）【解析】【详解】（1）对卡诺循环有可得（2）热机效率17.一内半径为、外半径为的均匀带电球壳，其电荷体密度为。求：（1）电场的分布；（2）球壳外任一点（）的电势（设无穷远处为电势零点）。【答案】（1）见解析；（2）【解析】【详解】（1）因电荷球对称分布，故电场具有球对称性，作与带电球壳同心的球形高斯面，根据高斯定理有可得处则处则处则（2）球壳外任一点（）的电势为18.一同轴电缆由半径为R1的长直导体和套在它外面的半径为R2同轴导体圆筒组成。两导体之间充满磁导率为的各向同性均匀非铁磁绝缘材料，如图。传导电流I沿长直导体向上流出（电流均匀通过导体横截面），由外面圆筒向下流回。求通电同轴电缆产生的磁感强度B的分布。【答案】见解析【解析】【详解】流过同轴电缆线的电流分布具有轴对称性，由安培环路定理有区域区域区域，，五、综合题（将答案填写在答题纸上，本题5分。）19.水银温度计测温不超过100℃，请你设计一种测温范围超过100℃的温度计，且画出简单图示。【答案】见解析【解析】【详解】已知金属铂电阻与温度的关系是，电阻，温度系数。电阻温度计测量电路如图所示干电池（E＝1.5V，内阻r＝